Question

18．天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你參與：
【提出問題】：甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？
【查閱資料】：含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO₂，不完全燃燒生成CO；無水CuSO₄遇水變藍(lán)．
【猜想與假設(shè)】：
甲 CO₂ H₂O；            乙 CO  H₂O；
丙 NH₃CO₂ H₂O；         丁 CO₂ CO  H₂O．
你認(rèn)為丙同學(xué)的猜想是錯誤的，理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)前不含氮元素，生成物中不可能生成氨氣．
【實(shí)驗(yàn)探究】：為了驗(yàn)證上述猜想與假設(shè)，將甲烷在一定量的純凈的O₂中燃燒的產(chǎn)物依次通過下列裝置：

（1）實(shí)驗(yàn)中用純凈的O₂而不用空氣的原因是空氣中含有CO₂和H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到A中無水CuSO₄變藍(lán)，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中黑色粉末變成紅色，由此推斷丁同學(xué)猜想成立．
（3）請寫出C中黑色粉末變成紅色、D中澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
【反思與交流】：以上事實(shí)表明，含碳元素的燃料不充分燃燒，會產(chǎn)生部分CO污染環(huán)境．為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，使燃料充分燃燒的兩點(diǎn)措施為：①有充足的氧氣②可燃物與空氣有足夠大的接觸面積．
【質(zhì)量測定】：若實(shí)驗(yàn)前將一定質(zhì)量的氧化銅放于裝置C中，待其完全反應(yīng)后冷卻，稱得裝置C中固體質(zhì)量為6.4克，求參加反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮；
（1）根據(jù)空氣與純凈氧氣的區(qū)別考慮；
（2）根據(jù)無水CuSO₄變藍(lán)，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色分析出氣體成分；
（3）根據(jù)方程式的寫法考慮；
【反思與交流】根據(jù)是可燃物充分燃燒的條件分析回答；
【質(zhì)量測定】根據(jù)一氧化碳與氧化銅的反應(yīng)，同的質(zhì)量求出氧化銅的質(zhì)量．

解答 解：【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中是甲烷和氧氣，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨氣，所以丙假設(shè)錯誤；
（1）由于空氣中含有水分和二氧化碳，用空氣就無法驗(yàn)證混合氣體中是否含有水和二氧化碳，因?yàn)榈降资腔旌蠚怏w中的水和二氧化碳，還是空氣中的水和二氧化碳，無法確定；
（2）A中無水CuSO₄變藍(lán)說明混合氣體中有水，B中石灰水變渾濁說明混合氣體中含有二氧化碳，B中石灰水有兩個作用：驗(yàn)證二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色說明具有還原性氣體，且與氧化鐵反應(yīng)能生成二氧化碳，所以說明混合氣體中含有一氧化碳，所以丁正確；
（3）C中紅色粉末變成黑色的反應(yīng)物是一氧化碳和氧化銅，生成物是銅和二氧化碳，B中澄清石灰水變渾濁的反應(yīng)物是氫氧化鈣和二氧化碳，生成物是碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的方程式分別是：CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思與交流】：以上事實(shí)表明，含碳元素的燃料不充分燃燒，會產(chǎn)生部分CO污染環(huán)境．為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，使燃料充分燃燒的兩點(diǎn)措施為：①有充足的氧氣，②可燃物與空氣有足夠大的接觸面積．
【質(zhì)量測定】設(shè)氧化銅的質(zhì)量為x
 CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂
  80        64
   x         6.4g
$\frac{80}{64}=\frac{x}{6.4g}$   解得：x=8g
故答為：【猜想與假設(shè)】丙，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)前不含氮元素，生成物中不可能生成氨氣；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）空氣中含有水分和二氧化碳；（2）��；（3）CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思與交流】：①有充足的氧氣，②可燃物與空氣有足夠大的接觸面積．
【質(zhì)量測定】參加氧化銅的質(zhì)量為8g．

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是要知道無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色說明有水生成，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，還要知道一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳．